CN108897118A - 一种红外可见波段两用型百万像素镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红外可见波段两用型百万像素镜头，从物方开始依次为正光焦度的前群组、光阑和负光焦度的后群组，以物方为前方，所述前群组包括前凸后凹鱼眼型树脂非球面第一透镜、前凸后凸玻璃球面第二透镜，所述后群组包括前凸后凸型树脂非球面第三透镜、前凹后凸帽子型树脂非球面第四透镜。单镜片镀膜同时满足白光及红外波段的高透过率，低反射率。本发明的优点是：树脂透镜轻便、透光性好；可以同时满足白光及红外的工作环境，监控范围大，成像像素达到百万。

Description

一种红外可见波段两用型百万像素镜头

技术领域

本发明涉及一种3D人脸识别系统，属于成像光学系统的设计领域，尤其涉及一种红外可见波段两用型百万像素镜头。

背景技术

目前市场上的2D人脸识别技术已非常成熟，大多适用于白光；3D白天黑夜两用型人脸识别还在持续发展中，特别是支付级3D人脸识别，识别误差率要求低，安全等级高，使用便捷；适应性要强，黑夜可用，可捕捉动态表情，可识别面部及妆容改变；防伪性要强，活体检测，完全杜绝照片与视频攻击。则对镜头的要求比较高，需要镜头能满足白光及红外波段都能工作，且清晰度要求高。此类镜头现在对于小型化、轻量化、工作温度范围的要求越来越高，目前市面上一般采用塑料镜片来满足小型化、轻量化的要求。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种实现了镜头小型化和轻量化的要求，既满足了白光波段的工作环境，又满足红外波段的工作环境；且具有耐高温、视角大及成像像素高等特点的一种红外可见波段两用型百万像素镜头。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种红外可见波段两用型百万像素镜头：包括：从物方到像方依次包括有正光焦度的前群组、光阑、负光焦度的后群组和滤光片，所述前群组从物方到像方依次包括第一透镜、第二透镜，所述后群组从物方到像方依次包括第三透镜、第四透镜。

优选的，所述第一透镜为前凸后凹的帽子型透镜、第二透镜和第三透镜为双凸型透镜；所述第四透镜为前凹后凸的帽子型透镜。

优选的，所述第一透镜、第三透镜和第四透镜为树脂非球面透镜；所述第二透镜为玻璃透镜。

优选的，所述第三透镜的第二个面与第四透镜的第一个面的间隔距离为0.01mm≤；所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为≤0.025mm；所述第三镜片与第四镜片之间采用坎合模式。

优选的，所述第一透镜和第四透镜为负光焦度；所述第二透镜和第三透镜为正光焦度。

优选的，所述镜片镀膜同时满足白光波段λ=420~650nm及红外波段λ=940nm的高透过低反射。

优选的，所述镜头的视场角FOV满足：FOV≥90°。

优选的，所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，且上述 f1与f2满足：-0.73≤f1/f2≤-0.72；所述第三透镜的焦距为f3；所述第四透镜的焦距为f4,且上述f3与f4满足：-0.75≤f3/f4≤-0.74。

优选的，所述Nd1、Nd2、Nd3、Nd4分别表示第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的d光折射率，且上述Nd1、Nd2、Nd3、Nd4满足：1.5≤Nd1≤1.55，1.6≤Nd2≤1.65，1.5≤Nd3≤1.65，1.6≤Nd4≤1.65的条件。

优选的，所述Vd1、Vd2、Vd3、Vd4分别表示第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的d光阿贝数，且上述Vd1、Vd2、Vd3、Vd4满足：55≤Vd1≤56，60≤Vd2≤60.5，23.5≤Vd3≤25，55≤Vd4≤56的条件；所述红外可见波段两用型百万像素镜头的光圈值用F/NO表示，且上述F/NO满足以下条件：2.2≤F/NO≤2.4；所述镜头的光学总长用TTL来表示；所述TTL满足以下条件：TTL≤15.7mm；所述镜头像高度≥6.0mm。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的第一透镜、第三透镜及第四为树脂非球面透镜，在满足镜头成像清晰度性能的要求的同时，也更加轻便、抗冲击力强、透光性好；第二透镜玻璃球面透镜，高阿贝数，低色散，与第一镜片的配合使用降低了色差；同时也与第一镜片、第三镜片相互补偿温度对成像的影响；通过视场角FOV≥90°，使监控范围变大，且成像像素达到百万；由于第一透镜、第三透镜、第四透镜均为非球面透镜，可以有效矫正球差。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图;

附图2为本发明的光学传递函数解像曲线图;

附图3为本发明的畸变图;

附图4为本发明的场曲图;

其中：P1、第一透镜；P2、第二透镜；P3、第三透镜；P4、第四透镜。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如附图1所示的本发明所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头, 包括：从物方到像方依次包括有正光焦度的前群组、光阑、负光焦度的后群组和滤光片，所述前群组从物方到像方依次包括第一透镜P1、第二透镜P2，所述后群组从物方到像方依次包括第三透镜P3、第四透镜P4。

优选的，所述第一透镜P1为前凸后凹的帽子型透镜、第二透镜P2和第三透镜P3为双凸型透镜；所述第四透镜P4为前凹后凸的帽子型透镜。

优选的，所述第一透镜P1、第三透镜P3和第四透镜P4为树脂非球面透镜；所述第二透镜P2为玻璃透镜。

优选的，所述第三透镜P3的第二个面与第四透镜P4的第一个面的间隔距离为0.01mm≤；所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为≤0.025mm；所述第三镜片与第四镜片之间采用坎合模式。

优选的，所述第一透镜P1和第四透镜P4为负光焦度；所述第二透镜P2和第三透镜P3为正光焦度。

优选的，所述镜片镀膜同时满足白光波段λ=420~650nm及红外波段λ=940nm的高透过低反射。

优选的，所述镜头的视场角FOV满足：FOV≥90°。

优选的，所述第一透镜P1的焦距为f1，所述第二透镜P2的焦距为f2，且上述 f1与f2满足：-0.73≤f1/f2≤-0.72；所述第三透镜P3的焦距为f3；所述第四透镜4的焦距为f4,且上述 f3与f4满足：-0.75≤f3/f4≤-0.74。

优选的，所述Nd1、Nd2、Nd3、Nd4分别表示第一透镜P1、第二透镜P2、第三透镜P3、第四透镜P4的d光折射率，且上述Nd1、Nd2、Nd3、Nd4满足：1.5≤Nd1≤1.55，1.6≤Nd2≤1.65，1.5≤Nd3≤1.65，1.6≤Nd4≤1.65的条件。

优选的，所述Vd1、Vd2、Vd3、Vd4分别表示第一透镜P1、第二透镜P2、第三透镜P3、第四透镜P4的d光阿贝数，且上述Vd1、Vd2、Vd3、Vd4满足：55≤Vd1≤56，60≤Vd2≤60.5，23.5≤Vd3≤25，55≤Vd4≤56的条件；所述红外可见波段两用型百万像素镜头的光圈值用F/NO表示，且上述F/NO满足以下条件：2.2≤F/NO≤2.4；所述镜头的光学总长用TTL来表示；所述TTL满足以下条件：TTL≤15.7mm；所述镜头像高度≥6.0mm。

本发明的光圈值F/NO满足以下条件：2.2≤F/NO≤2.4，光学总长TTL满足以下条件：TTL≤15.7mm，像高≥6.0mm，视场角FOV满足以下条件：FOV≥90°，监控范围极大。图2至图4是本发明的光学性能曲线图。图2是光学传递函数示意图，其中横坐标是线对数，纵坐标是调制值。90°视角以内，线对数在67lp/mm，调制值60%以上，说明该镜头的像素达到百万像素。图3是镜头畸变性能示意图，可以看出来，其中横坐标是畸变值，纵坐标是半视场角值。在0.8FOV视场下，畸变是-0.23%，0.6FOV视场下畸变是-0.52%。图4是镜头场曲示意图，其中横坐标是场曲值，纵坐标是半视场角度值。在全视场90°内，场曲在±0.012以内，说明成像较好。综上光学分析图所示，该光学系统的视场角大，可以看到的范围广，成像达到百万像素，分辨率较高，畸变很小。

本发明的第一透镜、第三透镜及第四为树脂非球面透镜，在满足镜头成像清晰度性能的要求的同时，也更加轻便、抗冲击力强、透光性好；第二透镜玻璃球面透镜，高阿贝数，低色散，与第一镜片的配合使用降低了色差；同时也与第一镜片、第三镜片相互补偿温度对成像的影响；通过视场角FOV≥90°，使监控范围变大，且成像像素达到百万；由于第一透镜、第三透镜、第四透镜均为非球面透镜，可以有效矫正球差。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于，包括：从物方到像方依次包括有正光焦度的前群组、光阑、负光焦度的后群组和滤光片，所述前群组从物方到像方依次包括第一透镜、第二透镜，所述后群组从物方到像方依次包括第三透镜、第四透镜。

2.根据权利要求1所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述第一透镜为前凸后凹的帽子型透镜、第二透镜和第三透镜为双凸型透镜；所述第四透镜为前凹后凸的帽子型透镜。

3.根据权利要求1所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述第一透镜、第三透镜和第四透镜为树脂非球面透镜；所述第二透镜为玻璃透镜。

4.根据权利要求2或3所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述第三透镜的第二个面与第四透镜的第一个面之间的间隔距离为≤0.01mm；所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为≤0.025mm；所述第三镜片与第四镜片之间采用坎合模式。

5.根据权利要求1或2所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述第一透镜和第四透镜为负光焦度；所述第二透镜和第三透镜为正光焦度。

6.根据权利要求1所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述镜片镀膜的白光波段λ=420-650nm以及红外波段λ=940nm的高透过低反射。

7.根据权利要求1或2所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述镜头的视场角为FOV≥90°。

8.根据权利要求1或2所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，且上述 f1与f2为：-0.73≤f1/f2≤-0.72；所述第三透镜的焦距为f3；所述第四透镜的焦距为f4,且上述 f3与f4为：-0.75≤f3/f4≤-0.74。

9.根据权利要求1或2所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述Nd1、Nd2、Nd3、Nd4分别表示第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的d光折射率，且上述Nd1、Nd2、Nd3、Nd4分别为：1.5≤Nd1≤1.55，1.6≤Nd2≤1.65，1.5≤Nd3≤1.65，1.6≤Nd4≤1.65。

10.根据权利要求1或2所述的一种红外可见波段两用型百万像素镜头，其特征在于：所述Vd1、Vd2、Vd3、Vd4分别表示第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的d光阿贝数，且上述Vd1、Vd2、Vd3、Vd4分别为：55≤Vd1≤56，60≤Vd2≤60.5，23.5≤Vd3≤25，55≤Vd4≤56；所述红外可见波段两用型百万像素镜头的光圈值用F/NO表示，且上述2.2≤F/NO≤2.4；所述镜头的光学总长用TTL来表示；所述TTL≤15.7mm；所述镜头像高度≥6.0mm。